Question

7．小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线（如图所示）．实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同，冰和水的比热容分别为2.1×10³J/（kg•℃）和4.2×10³J/（kg•℃）．

（1）冰的熔点0℃，BC段物质的状态固液共存；
（2）BC段物质吸收的热量1.68×10⁵J；
（3）CD段水吸收的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）冰在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，冰全部熔化成水，水吸收热量，温度升高．
（2）知道冰的质量、比热、温度变化，根据Q=cm△t，计算AB段冰化成水吸收的热量．从加热时间关系可知道BC段物质吸收的热量；
（3）在CD段，知道吸收的热量、质量、温度变化量，根据Q=cm△t，计算CD段水吸收的热量．

解答 解：（1）冰在熔化过程中，吸收热量，温度保持0℃不变，所以冰的熔点是0℃；冰在BC段有熔化的，也有未熔化的，所以BC段物质的状态是固液共存；
（2）AB段冰吸收的热量：Q₁=c_冰m△t₁=0.5kg×2.1×10³J/（kg•℃）×（0℃-20℃）=2.1×10⁴J．
由图象知，0.5kg冰从5min到45min全部熔化，需要40min，BC段加热时间是AB段所用时间的8倍，用同一电热器加热，吸收的热量也是8倍关系，
所以BC段物质吸收的热量：Q₂=8Q₁=8×2.1×10⁴J=1.68×10⁵J；
（3）由图象知，水从0℃升高到20℃，水吸收的热量为：Q₃=c_水m△t₃=0.5kg×4.2×10³J/（kg•℃）×20℃=4.2×10⁴J．
故答案为：（1）0； 固液共存；（2）1.68×10⁵；（3）CD段水吸收的热量是4.2×10⁴J．

点评 本题主要考查晶体的熔点，晶体的熔化特点，Q=cm△t的计算，知道其中的三个量，求第四个量．